Что это такое
Когда воду перекачивают или поднимают по трубам вверх, каждый фут вертикального подъёма «съедает» часть давления. Этот калькулятор переводит вертикальный перепад высоты в потерю статического давления, измеряемую в фунтах на квадратный дюйм (psi). Коэффициент 0,433 psi на фут — это давление, создаваемое столбом пресной воды высотой в один фут при стандартных условиях. Обратите внимание: расчёт ведётся в имперских единицах (футы и psi), принятых в США и ряде других стран; в метрической системе аналогом служит соотношение примерно 9,81 кПа на метр водяного столба.
Как пользоваться
Введите вертикальный перепад высоты в футах — это разница в высоте между входом и выходом без учёта горизонтального участка трассы. Укажите удельный вес жидкости: 1,0 для пресной воды, чуть больше — для солёной воды или более плотных жидкостей. Калькулятор покажет потерю давления в psi, эквивалентный напор в футах и то же значение, пересчитанное в бары.
Разбор формулы
Основное уравнение выглядит так: $$\Delta P = 0{,}433 \times \text{SG} \times h$$ где 0,433 получается делением плотности воды (62,4 фунта/фут³) на 144 дюйм² в одном фут². Каждый вертикальный фут воды добавляет внизу 0,433 psi. Умножение на удельный вес (SG) масштабирует результат для жидкостей тяжелее или легче воды.
Пример расчёта
Допустим, нужно поднять воду на 150 футов вверх по склону, удельный вес — 1,0. Потеря давления составит $$0{,}433 \times 1{,}0 \times 150 = 64{,}95 \text{ psi}$$ Насос внизу должен преодолеть этот статический напор ещё до учёта потерь на трение, то есть ему нужно как минимум ~65 psi, чтобы вода просто достигла верхней точки с нулевым остаточным давлением.
Частые вопросы
Почему 0,433, а не 0,434? Точное значение зависит от температуры и плотности воды; 0,433 psi/фут (и обратная величина — 2,31 фут/psi) — это общепринятый инженерный стандарт для пресной воды при обычных температурах.
Учитываются ли потери на трение? Нет. Здесь рассчитывается только статический напор. Полное давление насоса должно дополнительно учитывать трение в трубах, потери на фитингах и требуемое остаточное давление на выходе.
А что с приростом давления при спуске? Та же величина действует как прирост. Падение воды на 100 футов добавляет около 43,3 psi в нижней точке.
